CN1151860C - 挥发性有机废气处理系统的防燃及自动灭火装置 - Google Patents
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Abstract
本发明主要是一种挥发性有机废气处理系统的防燃及自动灭火装置，于习用的挥发性有机废气处理系统中，在挥发性有机废气处理转轮的再生侧入口部分，与第二热交换器之间，新增一外气入口的阻风门，又在吸附再生区进出口处装设感应式窒息气体喷射装署与感应式洒水装置；得以快速冷却高温的再生区及焚化炉区，并可进一步藉感应器如温控感应，在侦测再生区感应异常时，先喷出窒息气体造成缺氧，接著喷水降温，达到主动灭火功能。
Description
技术领域
本发明提供一种挥发性有机废气处理系统，特别是指一种挥发性有机废气处理系统的防燃及自动灭火装置。
背景技术
对于挥发性有机气体对人体产生的危害，国内外工业安全卫生考量法规都定有一定的浓度标准及臭味阀值，劳工暴露环境必须在其值以下。近来环保对于挥发性有机气体的排放也定下管制法规，包括半导体制造、封装业等都在管制行列。对于挥发性有机气体的处理，在浓度高时，多采用冷凝法收集较有效率，而在低浓度大风量时则以物理吸附方式浓缩处理，再将浓缩后的气体送往小型焚化炉燃烧或在冷凝回收较为经济有效。以半导体业晶圆厂产生的有机废气成分为例，常含有如二甲基二硫醇(Dimethyl Sulfoxide)、N-甲基喀酮(N-Methvl Pyrol idone)、乙醇铵(2-Aminoethanol)、二甲基二硫醇(Dithiolethylene Glycol)、二甲基硫醇(Dimethvl Sulfide)、异丙醇(Isopropyl Alcohol)、丙酮(Acetone)等化合物，LCD厂的代表性有机废气则为，IPA，PGMEA，Acetone，PGME，Ethanol，Ethanol Amine，HMDS，DMSO，TMAH，Enthyllactate，Cycle-pentanone，Ethyl acetate，Methyl Amyl ketone等；以上这些有机废气经以特殊的转轮吸附废气后予以浓缩，再以燃烧炉或焚化炉温度摄氏600-800度以上，燃烧分解这些挥发性有机物质以及臭气和毒气最有效。目前吸附浓缩处理加上燃烧焚化的方式，进行挥发性有机气体的废气排放处理，已广被半导体制造业界所采用。吸附处理设备，可为蜂巢状转轮式或堆积床式的双塔式，或多塔式方式，或是以流体化床方式运作，其中转轮式最适合大风量(大于10000立方米/小时)的废气处理。
习用的挥发性有机废气处理系统，由于使用燃烧炉或焚化炉作为高温氧化分解有机物的方式，因此需要高温通常约在600-800度摄氏附近，正常运作需要许多燃烧的安全顾虑如爆炸上下限，燃料控制阀组等以确保运作安全。然而最重要的关机程序，基于安全考量，时间很长约需数十分钟，目的是将再生区温度降低及焚化炉温度降低，为的就是确保安全。但因此或由于时间拖长至数十分钟，容易使得人员不耐暂行离去或疏忽未注意关机中是否有异状的机率增高而发生火灾危险，轻则虚惊一场，财物损失，重则有刑事责任。有鉴于操作者的角度思考，安全地缩短关机程序所需时间并预防火灾，是本发明的改良用意。
图1所示为，习用的挥发性有机废气处理系统，其中挥发性有机废气(voc)是通过转轮式吸附式处理设备50的吸附式处理设备的吸附处理侧51，被吸附在吸附转轮所涂覆的吸附剂上，气流于是成为干净气流而可由烟囱90排放。转轮则连续以约20rph(转/小时)慢速转动，而当转轮旋转进入吸附式处理设备的再生处理侧53时，另一股气流，通过吸附式处理设备的再生处理侧52，接著被第二热交换器40加热到再生温度，例如摄氏180度，再次通过吸附式处理设备的再生处理侧52，进行再生脱附的功能，此时因被吸附的挥发性有机物质受热成功脱附到气流中，因此得到浓缩到较高浓度的挥发性有机气流；例如，吸附式处理设备的再生处理侧53面积通常被设计成转轮面积的十二分之一，所得到浓缩比就在约十一—十二倍左右。得到的浓缩废气再通过第一热交换器30被预热，最后送入焚化炉10，有机气体被分解及燃烧成为水及二氧化碳为主的物质，气流再经过热交换器30、40回收热后，并入烟囱90排放到大气。
发明内容
本发明的目的在于提供一种挥发性有机废气处理系统的防燃及自动灭火装置，其可有效达到主动灭火的功能。
本发明主要是一种挥发性有机废气处理系统的防燃及自动灭火装置，主要包含：一焚化炉，一鼓风机，一第一热交换器，一第二热交换器，一吸附转轮或吸附床(堆积床或流体化床)，一第一风机，一第二风机，一自动阻风门，一感应式窒息气体喷气装置，一感应式洒水装置，一烟囱，其特征在于，在吸附转轮的再生侧入口部分，与第二热交换器之间，新增一外气入口的阻风门，又在吸附再生区进出口处装设感应式窒息气体喷射装置与感应式洒水装置。
其中自动阻风门，是为电动或气动。
其中感应式洒水装置的感应方式是为温度感应。
其中感应式洒水装置的感应方式是为侦烟感应。
其中吸附式处理床是指转轮式，或堆积床或流动床。
其中吸附式处理床的吸附材质是为硅胶或分子筛或活性碳或高分子聚合物。
本发明的设计，可以快速冷却高温的再生区及焚化炉，并可进一步藉感应器如温控感应，在侦测再生区感应异常时，先喷出窒息气体造成缺氧，接著喷水降温，达到主动灭火功能。为使较易明了，由原理上再加以说明，即此阻风门的增设，将使得进入转轮再生区空气的温度为较低的外气温度，得以快速冷却高温的再生区及焚化炉，并使得燃烧机风量，因通过第二热交换器的进入压损减少而自动增大风量，加速冷却的速度。由于冷却效能增加本改良使得在原厂设定的冷却时间相同下，藉由风道的改变，得到更低的再生区温度降低。而系统关机后再生区温度降低就是防止有机物自燃的保障。吸附再生区进出口处装设感应式窒息气体喷射装置与感应式洒水装置，则可进一步藉感应器如温控感应，在侦测再生区温度异常时，先喷出窒息气体造成缺氧抑制燃烧，接著喷水降温，达到主动灭火功能。
附图说明
为进一步说明本发明的结构及其特征，以下结合附图对本发明作进一步的详细的描述，其中：
图1是习用的挥发性有机废气处理系统；
图2是本发明挥发性有机废气处理系统的防燃及自动灭火装置示意图。
具体实施方式
图2是为挥发性有机废气处理系统的防燃及自动灭火装置的一较佳实施例。其中包含，一焚化炉10，一鼓风机20，一第一热交换器30，一第二热交换器40，一吸附式处理床50，一主风机60，一自动阻风门80，一感应式窒息气体喷气装置70，一感应式洒水装置74，一烟囱90；
于习用的挥发性有机废气处理系统中，在VOC处理转轮的再生侧52入口部分，与第二热交换器40之间，新增一外气入口的阻风门80。此阻风门80的增设于此，是基于经验得来的最佳位置，此乃由于再生区52为整个转轮温度最高的区域，蓄积能量最高，且脱附再生未完成且正进行中，voc浓度最高度集中，是故为最易引起火灾的区域。此阻风门80在整个废气系统正常运作时为关闭，当整个系统停机阶段，关闭炉火后，会自动打开阻风门80并引入外气，将使得进入转轮再生区空气的温度为较低的外气温度，即原为约180度摄氏本发明在此立刻降为30度摄氏，得以快速冷却高温的再生区，温度降低使得质流量增高，是有助冷却的另一正面作用。
其中自动阻风门80，是为电动或气动。
其中感应式洒水装置74的感应方式是为温度感应。
其中感应式洒水装置74的感应方式是为侦烟感应。
其中吸附式处理床50是指转轮式，或堆积床或流动床。
其中吸附式处理床50的吸附材质是为硅胶或分子筛或活性碳或高分子聚合物。
同时，由于习用的系统，如图1，需先经过第二热交换器40预热，第二热交换器40为间接交换的通常型为管板式热交换器，需要克服其压损约数十个毫米水银柱。因此本案设计的方式，可以减少鼓风机20的系统管路风阻数十个毫米水银柱，因之使得鼓风机20产生风量，因通过第二热交换器的进入压损减少而自动增大风量，加速冷却的速度。此一增加风量的事实，可以由风机定律或直接由鼓风机的性能曲线计算查表得之，只需假设风车转速不变，而系统压损(风损的阻抗)降低，因此风量增大。综上所述，由于冷却温度降低冷却风量又提高，因此冷却效能增加，本发明使得在原厂设定的冷却时间相同下，藉由风道的改变，得到更低的再生区温度与焚化炉炉膛内温度降低。而系统关机后再生区温度降低就是防止有机物自燃的保障。由上可知，本设计在不更动燃烧机设计的前提下，就可以较短的时间较大风量，达成降低再生区温度或降低燃烧机炉膛温度至设定的安全温度。在者，根据经验，吸附再生区的温度在完成停机程序之后，其温度不会立即降低，如果有聚合反应放热，温度可能还会升高，业界曾有发生过着火的案例，因此本案一据专业知识，在危险的区域，即，吸附再生区的进出口处，装设感应式窒息气体喷射装置71与感应式洒水装置74，则可进一步藉感应式气体控制阀73，感应再生区的温度，在侦测再生区温度异常高于设定时，如摄氏70度，自动打开喷气头72先喷出窒息气体，氮或二氧化碳，造成缺氧，同时感应式洒水装置74，也以温控式控制，感应式液体控制阀76侦测再生区温度，当高于设定温度，例如摄氏75度，感应式液体控制阀76打开，令水通过洒水头75喷水降温，达到主动灭火功能。虽然，本发明以上述实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此项技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当事申请专利范围所界定者为准，并不因为此一实施例所限。
如上所述，本案就挥发性有机废弃处理的最重要的关机程序，基于安全考量加以改良，使具有得以快速冷却高温的再生区及焚化炉，又吸附再生区进出口处装设感应式窒息气体喷射装置与感应式洒水装置，则可进一步，达到主动灭火功能。
Claims (6)
1.一种挥发性有机废气处理系统的防燃及自动灭火装置，包含，
一焚化炉，
一鼓风机，
一第一热交换器，
一第二热交换器，
一吸附式处理床，
一第一风机，
一第二风机，
一自动阻风门，
一感应式窒息气体喷气装置，
一感应式洒水装置，
一烟囱，
其特征在于，在吸附转轮的再生侧入口部分，与第二热交换器之间，设置一外气入口的阻风门，又在吸附再生区进出口处装设感应式窒息气体喷射装置与感应式洒水装置。
2.根据权利要求1所述的挥发性有机废气处理系统的防燃及自动灭火装置，其特征在于，其中自动阻风门，是为电动或气动。
3.根据权利要求1所述的挥发性有机废气处理系统的防燃及自动灭火装置，其特征在于，其中感应式洒水装置的感应方式是为温度感应。
4.根据权利要求1所述的挥发性有机废气处理系统的防燃及自动灭火装置，其特征在于，其中感应式洒水装置的感应方式是为侦烟感应。
5.根据权利要求1所述的挥发性有机废气处理系统的防燃及自动灭火装置，其特征在于，其中吸附式处理床是指转轮式，或堆积床或流动床。
6.根据权利要求1所述的挥发性有机废气处理系统的防燃及自动灭火装置，其特征在于，其中吸附式处理床的吸附材质是为硅胶或分子筛或活性碳或高分子聚合物。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: CHINACHEM SCIENCE AND TECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: ZHENG SHIZHI Effective date: 20091030 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20091030 Address after: Longtan County, Taoyuan County, Taiwan Province Patentee after: Huamao Science & Technology Co.,Ltd. Address before: Taiwan Taoyuan County Pingjhen city Shanghai Road No. 207 4F Patentee before: Zheng Shizhi |
|
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20040602 |